1、青島雅合科技陰極保護培訓資料青島雅合科技發展有限公司 技術服務中心陰極保護培訓資料目 錄第一部分 腐蝕原理簡介第二部分 陰極保護簡介第三部分 強制電流陰極保護系統構成及故障分析第四部分 IHF數控高頻開關恒電位儀及YHS-1控制柜操作規程第五部分 IHF數控高頻開關恒電位儀內部結構及工作原理說明第六部分 恒電位儀參數調整與維修說明第七部分 恒電位儀常見故障與維修方法第一部分 腐蝕原理簡介一、腐蝕的定義 腐蝕是金屬與周圍介質發生化學、電化學反應導致金屬破壞的過程。 按照腐蝕原理可分為：l 化學腐蝕 定義：指金屬表面與非電解質直接發生純化學作用而引起的破壞。特點：腐蝕過程中無電流的產生。 根據介質

2、的不同它又可分為： （1）.氣體腐蝕 （2）.在非電解質溶液中的腐蝕l 電化學腐蝕：定義：指金屬表面與電解質因發生電化學反應而引起的破壞。特點：腐蝕過程中有電流的產生。二、電極電位三、發生腐蝕的原因在電解質中，金屬的不同部位，電極電位是不同的，從而形成腐蝕電池。而電極電位的差異是金屬自身或環境狀況不同所引起的。1.微電池的形成（1） 化學反應的不均勻性、金屬組織的不均勻性、表面物理狀態的不均勻性等，都可引起電化學腐蝕。（2） 金屬表面有扎屑、有劃痕、受應力。（3） 此時金屬表面形成了無數個微陰極和微陽極，構成了微觀腐蝕電池。2.宏電池四、腐蝕發生的過程金屬的腐蝕大多為電化學過程，金屬表面與電介

3、質接觸，如：在大氣的環境下，含鹽的水蒸氣，當金屬浸在淡水、海水或埋在土壤中時，電介質是含鹽的水份，形成腐蝕電池。陰、陽極在金屬表面的分布取決于金屬各點的內部結構及外部環境。電極電位較低的為陽極、電位較高的為陰極，電子將離開陽極向陰極移動，而位于陽極區的金屬原子由于失去電子而呈微帶正電的離子、進入電解質。帶正電的金屬離子與周圍電介質中的負離子發生反應而形成的腐蝕產物，金屬發生腐蝕。在陰極區，由于存在多余的電子，金屬不會發生腐蝕，化學反應在電介質中發生，如（OH）-析氫五、發生腐蝕的必要條件六、腐蝕發生的不同類型1管道防腐層破損引起的腐蝕防腐層 漏點陰極區 陽極區 陰極區管壁2金屬成分、構造不同引

4、起的腐蝕銅質接頭（陰極）鋼制管道（陽極）3 氧濃差引起的腐蝕在通氣條件差（氧含量低）的環境下，鋼結構對低電位較低。如埋設在道路下的管道，對地電位較低，為陽極，首先發生腐蝕。對于大直徑管道，由于其頂部相對干燥，通氣較好，所以，其底部通氣較差，較容易發生腐蝕。4硫酸鹽還原菌腐蝕當通氣條件差時（如在黏土中、或潮濕環境下），硫酸鹽還原菌可能會活躍，發生如下反應： 由于氫原子不斷被消耗，需要更多的電子來產生氫原子，因此，腐蝕加劇。腐蝕特點是金屬表面光亮并伴有臭雞蛋味。PH值對于評價土壤的腐蝕性沒有太大意義，但當懷疑有酸性污染時，應當對其進行測量。采用一般的試紙就可以滿足精度要求。5新舊管道腐蝕如果在舊管

5、道中換掉上一段新管道，新換的管道要比預期壽命短。舊管道（陰極）新管道（陽極）低碳鋼（銹）：-0.2V-0.5V低碳鋼（光亮）：-0.5V-0.8V6環境不同引起的腐蝕管道經過不同性質土壤時，將形成腐蝕電池，陽極段發生腐蝕?；炷恋陌鼘a生腐蝕電池，混凝土外面的管道為陽極發生腐蝕。7雜散電流腐蝕腐蝕干擾：由于雜散電流的影響而產生的金屬結構電位的波動。雜散電流：沿規定路徑之外的路徑流動的電流。雜散電流腐蝕：由于雜散電流流動而引起的腐蝕。直流電車系統以及陰極保護系統經常成為雜散電流源。當管道防腐層較差時，雜散電流從管道的一個部位進入管道，沿管道流動一段距離后，在涂層缺陷處離開管道。在電流進入的部位

6、，管道得到保護；在電流離開的部位，管道發生腐蝕。第二部分 陰極保護簡介一、陰極保護原理陰極保護定義：通過采取措施，使被保護金屬表面在電化學電池中為陰極而減緩其腐蝕的技術。強制電流從周圍電介質中流向被保護結構表面，使金屬表面全部處于陰極狀態，就可抑制陰極區金屬表面電子釋放。施加的電流越大，產生的陰極極化越強，直到腐蝕原電池的陰陽電極極達到等電位，消除結構表面的陽極區，腐蝕就會得到抑制。實現這一目的有兩個途徑，即：外加電流和犧牲陽極陰極保護。從理論上講，如果涂層是完整、無缺陷的，那么，涂層自己就可以完成防腐任務。然而，要做到涂層無缺陷，實際上是很困難和不經濟的。因此，涂層和陰極保護的結合，99%的

7、防腐任務有防腐層承擔、陰極保護對防腐層缺陷處進行保護，是最經濟、有效的防腐措施。二、陰極保護的條件從技術可行性上講，陰極保護必須具備三個使用條件：1、管道縱向連續導電，確保陰極保護電流暢通，是陰極保護的必要條件之一。法蘭、絲扣部位需要電纜跨接。2、具有足夠電阻的管道覆蓋層。覆蓋層的主要作用是隔離土壤介質，阻止形成腐蝕電池。覆蓋層的電阻愈大，需要的保護電流愈小。3、管道與其他非保護構筑物之間電絕緣。電絕緣可以防止陰極電流流失，還可減輕電偶腐蝕，減輕雜散電流干擾等。三、陰極保護準則1埋地鋼質管道陰極保護準則可采用下列任一項或幾項為判據：l 在施加陰極電流的情況下，測的管/地電位為850mv（相對飽

8、和硫酸銅參比電極，下同）或更負。注：正確解釋管/地電位測量值，必須考慮測量方法中所含的IR降誤差，通常采用下面的幾個方法：測量或計算IR降；檢查陰極保護系統以往的性能；評價管道及其環境的物理和電性能；確定是否存在腐蝕的直接證據。l 相對飽和硫酸銅參比電極的管/地極化電位為850mV或更負l 管道表面與同土壤接觸的穩定的參比電極之間陰極極化電位值最小為100mV。這一準則可以用于極化的建立過程和衰減過程中。2特殊條件的考慮對于裸鋼表面或涂敷不良的管道，在預先的電流排放點（陽極區），確定凈電流是從電解質流向管道表面。當土壤和水中含有硫酸鹽還原菌，且硫酸根的含量大于0.5%時，通電保護電流應達到95

9、0mV或更負。3最大保護電流的限制應根據覆蓋層的種類及環境來確定，以不損壞覆蓋層的沾結力為準。推薦的最大保護電位為：石油瀝青 1.50V煤焦油瓷漆 3.0V環氧粉末 2.0V四、犧牲陽極及外加電流陰極保護比較犧牲陽極外加電流不需要電源需要電源僅用于防腐層好、需要電流小的埋地結構或熱點保護。僅用于土壤電阻率低的環境可以用來保護大型甚至沒有防腐層的結構,其應用受土壤電阻率影響不大.安裝簡單，施工方便,可以和管道同溝埋設距離管道至少100米測量電位時，需要測量陽極安裝處及兩組陽極之間的電位需要測量的點可以很少,可以在匯流點處進行測量埋設點多，使用壽命隨環境而變化，可能需要更換陽極用量較小。開挖工作量

10、少由于在每個點的輸出都較小,一般不會產生腐蝕干擾需要檢測臨近結構是否受到腐蝕干擾其輸出可以自身調節，但不能人為控制可以自動控制管道電位,自動控制輸出電流,達到理想保護狀態.電纜接頭受到陰極保護，不會腐蝕陽極電纜連接接頭要嚴格密封,一旦與土壤接觸，將很快腐蝕斷極性不會接反需要謹慎連接電纜，極性接錯將加速腐蝕 五、犧牲陽極陰極保護犧牲陽極陰極保護，依靠外加陽極不斷溶解所產生的陰極電流實現陰極保護。該電位較負的電極成為犧牲陽極，因為隨著電流的不斷流動，陽極材料將不斷的消耗。犧牲陽極材料所應具備的條件：A. 電位足夠負，但不宜太負，以免陰極區產生析氫反映；B. 陽極的極化率要小，電位極點流要輸出穩定；

11、C. 陽極材料的電容量要大；D. 必須有高的電流效率；E. 溶解均勻，容易脫落；F. 材料價格低廉，來源充分。常用的犧牲陽極材料有三種：鎂和鎂合金、鋅和鋅合金、鋁和鋁合金：l 鎂陽極電位更負、極化率小、發電量大，但電流效率低，適用于范圍大、電阻率高和淡水中金屬的保護；l 鋅陽極要求有繳高的純度（99.9%）；鋁是自鈍化金屬，但通過合金化可以破壞其保護膜，獲得滿意的性能;l 鋁陽極電位較低，單價格低廉。鋁是兩性金屬，在土壤介質中，腐蝕產物容易水解成鋁酸，加速陽極的自腐蝕，所以在土壤介質中一般不能應用。1 犧牲陽極種類的選擇通常根據土壤電阻率選取犧牲陽極的種類，基本原則如下：陽極種類土壤電阻率帶壯

12、鎂陽極100鎂錳陽極（1.7V）60100鎂鋁鋅錳陽極1560鎂鋁鋅錳陽極或鋅陽極15鋅陽極52 犧牲陽極規格的選擇根據土壤的電阻率和保護壽命的年限來選擇陽極的規格型號MAZM-重量AmmBmmCmmDmmEmm應用場合12759575200206短管，局部保護247595753503063875957568070040.m41190110886807002040.m51410012010168070062213015012568070010.m鎂帶199.5100.m用于另時保護3 犧牲陽極保護系統的安裝犧牲陽極可以單獨埋設，也可以成組埋設（平行管道排列），成組陽極可以在管道兩邊埋設，陽極間

13、隔b為2m.。安裝步驟：安裝前的檢查：應檢查合格證與產品化驗文件，陽極表面嚴禁油污或其他污染，否則應徹底清除干凈。檢查陽極電纜接頭有無破損，否則應重做絕緣密封和熱縮。填報料進場前應檢查有產品合格證。每只陽極的成分、重量要符合設計要求，不允許減料和錯裝。在犧牲陽極和填報料組裝時，應使陽極基本上處于填報料的中央位置，不能用手感到陽極有偏位。犧牲陽極與填報料的組裝后，如坑后應充分濕潤?；靥钔翍缓u、石、沙和其他雜物。澆濕，踏實。六、外加電流陰極保護原理外加電流陰極保護，又稱為強制電流陰極保護。是利用外部電源提供陰極保護電流的陰極保護技術。該方式是利用外部電源和輔助陽極，迫使電流通過輔助陽極從周圍介

14、質中流向被保護結構，從而消除腐蝕。該陰極保護系統由整流電源、地床、參比電極、連接電纜組成。（地床：由多支陽極組成的陰極保護該地極成為地床）。1 陰極保護電源恒電位儀恒電位儀的要求：1. 根據設置的不同，它可以恒電位、恒電壓、恒電流輸出。2. 可靠性高，壽命長，維修簡單。3. 輸出電壓、電流可調，具有抗過載、防雷、防干擾、故障保護等功能。4. 輸出、輸入端有過流、防沖擊保護裝置。5. 在恒電位輸出的狀態下，整流電源自動調節輸出電壓、電流，使管/地電位維持在設定值。2 陰極保護電源技術要求1）控制電位誤差： 10mV2）流經參比電極電流： 1A3）給定電壓范圍： 03V連續可調4）輸出穩定值： 0

15、輸出電壓額定值連續可調5）儀器供電電壓： AC220V/AV380V10%6）效率： 90%7）功率因數： 90%8）紋波電壓： 1%9）絕緣電阻： 20M10）整機過熱保護閥值： （8095）11）輸入對殼耐壓： 1500V12）輸入對輸出耐壓： 1500V 13）輸出對機殼耐壓： 1500V 14）工作溫度： （-2050），儲存溫度（-2070）15）相對濕度： 1090%，16）大氣壓力70106 Kpa17）運行方式： 手動調節輸出電流，恒電位輸出3 雅合IHF數控高頻開關恒電位儀的原理圖4 雅合IHF數控高頻開關恒電位儀與可控硅、磁飽和恒電位儀性能對比數控高頻開關恒電位儀可控硅、磁

16、飽和恒電位儀控制方式數字控制模擬控制數據存儲自動記錄本機運行數據無無線數據 遠程通訊有無多機聯網支持幾乎無限多臺恒電位儀聯網使用少量/無可維護性模塊化結構，維護簡便必須現場維護特征器件DSP、CPLD、AVR、FLASH、IGBT、MOSFET，快恢復二極管，高頻磁性材料普通二極管，可控硅， 工頻變壓器效 率90%0.9“菜單”選擇“廠家設置”按“確定” 依次按下、按“確定”，進入出廠參數設置。2） 出廠參數設置內容及設置方法（1） 電壓校準采樣電壓：顯示為目前實際的恒電位儀輸出端電壓，即顯示數值為恒電位儀輸出、之間的實際電壓。如果恒電位儀此時已經連接了管道和輔助陽極，則恒電位儀輸出、之間電壓

17、不為零，具體數值可用萬用表測量。偏移量：用于調整零點。上下箭頭直接調整數值。斜率：用于調整放大比例。左右箭頭直接調整數值。（2） 電流校準采樣電流：顯示為目前實際的恒電位儀輸出電流。由于此時恒電位儀處于“停止”狀態，恒電位儀沒有輸出，所以，此時正確的顯示數值應該為0A。偏移量：用于調整零點。上下箭頭直接調整數值。斜率：用于調整放大比例。左右箭頭直接調整數值。（3） 參1校準采樣參比：顯示為目前實際的恒電位儀參比輸入端實際電位。如果恒電位儀此時已經連接了零位和參比電極，則恒電位儀零位和參比之間電壓不為零，具體數值可用萬用表測量。偏移量：用于調整零點。上下箭頭直接調整數值。斜率：用于調整放大比例。

18、左右箭頭直接調整數值。（4） 參2校準采樣參比：參2用于校準參比電位采樣的0點。通過偏移量的調整，應該顯示為0。偏移量：用于調整零點。上下箭頭直接調整數值。斜率：用于調整放大比例。左右箭頭直接調整數值。（5） 出廠設置將“電壓校準”、“電流校準”、“參1校準”、“參2校準”的偏移量設置為0，同時將斜率設置為1。以便于重新設置參數。（6） 自動校準按“確定”，直接更改自動校準設置。出現“”時，表明自動校準有效，無“”時，表明自動設置無效。注意：恒電位儀在進行出廠參數調整時，應將自動校準設置為無效；所有恒電位儀在工作狀態時，自動校準應設置為有效。（7） 格式化盤用于將4M存儲器內部的采樣數據清除。

19、2 恒電位儀反饋控制參數調整進入恒電位儀“反饋控制”的操作步驟，與進入“出廠參數”設置相同，操作步驟如下：按“停止”“菜單”選擇“反饋控制”按“確定” 依次按下、按“確定”，進入反饋控制設置?！胺答伩刂啤眳嫡{整主要用于在不同負載條件下，在一定范圍內調整恒電位儀的反饋速度，以便獲得良好的控制精度和響應速度。速度的計算公式為Y=AX2+BX+C。由公式所示，A一般取1的數值，以保證響應的速度；B一般取1的數值，保證響應的精度；C一般取0，防止小輸出時的波動。具體數值的選擇，應參考出廠時設定的參數，并根據現場情況進行適當的調整。對于“反饋間隔”及電壓、電流、電位反饋參數中的“采樣次數”和“平均次數

20、”一般不作調整。菜單內容如下：1） 反饋間隔：2） 電流反饋3） 電壓反饋4） 電位反饋參數設置的方式為，按“確定”進入相應參數的設置，通過“、”調整數值，而后按“確定”，結束該參數的設置。3 恒電位儀通訊設置參數調整主要用于恒電位儀RS-485通訊地址及通訊校驗方式的設置。1） 通訊地址2） 奇偶校驗第七部分 恒電位儀常見故障與維修方法1 恒電位儀顯示與報警不正常1） 液晶屏（1） 現象：面板電源指示燈亮，液晶屏無顯示原因：液晶屏壞。處理：更換液晶屏。（2） 現象：液晶屏某些數據顯示不正常原因一：面板與CPU板之間的排線連接不良。處理：將排線重新插或者更換排線。原因二：液晶屏壞。處理：更換液晶屏。2） 蜂鳴器現象：報警時，蜂鳴器不響，報警設置為“開”，恒電位儀工作正常。原因：蜂鳴器處理：更換蜂鳴器。3） 指示燈現象一：應該亮的指示燈不亮，液晶屏有顯示，恒電位儀工作正常。原因：指示燈故障。處理：更換相應的指示燈。現象二：電源指示燈不亮，液晶屏也無任何顯示，恒電位儀不工作。原因：控制電路